飞秒光脉冲间相互作用的数值研究

通过数值模拟对飞秒光脉冲间的相互作用进行了研究,结果表明：飞秒孤子的相互作用与常规的皮秒孤子间的相互作用不同。后者在孤子间距较小的情况下,相互作用表现为周期性离合,而前者的相互作用更严重,在初始阶段其相互作用与皮秒孤子一致,而当两孤子合二为一后,一直处于排斥状态,孤子间距传输距离增加而增加,这在通信系统中将造成更大的误码率,传统的不等振幅法在一定程度上可有效地抑制飞秒孤子的相互作用。     

随机双折射对光孤子传输影响的研究

利用对称分步傅里叶法,数值模拟了光孤子在双折射光纤中的传输特性,分析了孤子脉冲两正交偏振分量的群速度失配对孤子传输产生的影响.结果表明,当光纤的双折射较小时,两偏振分量的脉冲强度变化不大,孤子基本能够保形传输|当光纤的双折射较大时,两偏振分量脉冲很快展宽,强度迅速减小,孤子不能够保形传输|如果光纤的双折射具有随机性,孤子传输的两偏振分量脉冲强度会随着传输距离有强弱不规则的变化,但是两偏振分量的强度变化互相补充,合成强度没有太大的变化,孤子能够稳定的传输|孤子间没有相互作用影响的传输距离随着光纤随机双折射偏振分量群速失配的增大而变小|通过选择恰当的振幅比,传统的不等振幅法仍然能够有效地抑制孤子间的相互作用.     

随机双折射对光孤子传输影响的研究

利用对称分步傅里叶法,数值模拟了光孤子在双折射光纤中的传输特性,分析了孤子脉冲两正交偏振分量的群速度失配对孤子传输产生的影响.结果表明,当光纤的双折射较小时,两偏振分量的脉冲强度变化不大,孤子基本能够保形传输;当光纤的双折射较大时,两偏振分量脉冲很快展宽,强度迅速减小,孤子不能够保形传输;如果光纤的双折射具有随机性,孤子传输的两偏振分量脉冲强度会随着传输距离有强弱不规则的变化,但是两偏振分量的强度变化互相补充,合成强度没有太大的变化,孤子能够稳定的传输;孤子间没有相互作用影响的传输距离随着光纤随机双折射偏振分量群速失配的增大而变小;通过选择恰当的振幅比,传统的不等振幅法仍然能够有效地抑制孤子间的相互作用.     

参数渐减光纤中孤子间相互作用的数值研究

从变系数非线性薛定谔方程出发,我们考虑了一种参数渐减光纤系统,并给出了皮秒孤子在该系统中相互作用的相对间距表达式.然后,采用数值模拟方法对皮秒和飞秒尺度下相邻孤子在该系统中的相互作用进行了详细的研究,并与均匀光纤中孤子间的相互作用进行了比较.结果表明:相邻孤子在参数渐减光纤中的相互作用比在均匀光纤中的相互作用相对较弱,选择适当的渐减系数有助于抑制孤子间的相互作用,提高光纤的传输比特率.     

五阶非线性对啁啾超短脉冲间相互作用的影响

基于包含五次复系数的高阶Ginzburg Landau方程为模型,采用分步傅里叶方法数值研究了啁啾类超短脉冲间的相互作用。结果表明:相邻孤子之间的相互作用对五阶非线性效应非常敏感,即使参数改变很小的值,也会改变其传输特性。适当地选择五阶非线性参数值,能够很好地抑制孤子间的相互作用,提高光纤传输的比特率。当相邻孤子的初始间距为6.8,五阶非线性参数值取-0.001时,可以实现2个孤子长距离的保型传输。最后讨论了五阶非线性作用下多孤子之间的相互作用及抑制。     

线性聚焦和线性散焦效应对空间光孤子间相互作用的影响

考虑非均匀一维自聚焦介质的横向不均匀性,利用非线性薛定谔方程满足的守恒律给出了相邻空间孤子间隔的解析式,并对空间孤子之间的相互作用进行了数值模拟.结果表明,线形聚焦效应增强了空间孤子之间的相互作用;而线形散焦效应减弱了空间孤子之间的相互作用.当不考虑介质横向不均匀时,空间孤子之间发生周期性的碰撞.线性散焦效应使相邻空间孤子之间的间隔随传输距离发生周期性的变化,但孤子之间并不发生碰撞.线性聚焦效应使相邻空间孤子随传输距离发生周期性的碰撞,线性聚焦效应具有压制损耗使相邻空间孤子间隔变大的作用.     

具有随机色散的光时分复用系统中色散管理孤子相互作用

本文采用变分法和数值方法研究了具有随机色散的光时分复用系统中色散管理孤子相互作用.发现随机色散增强了孤子间相互作用, 产生了导致孤子淹没的振幅和间隔涨落.相互作用距离与初始间隔、初始相对相位、脉宽和初始相对振幅有关.     

(1+1)维光折变亮屏蔽孤子相互作用的数值分析

利用束传播法对(1 1)维光折变亮屏蔽孤子间的相互作用进行了详细地数值模拟研究.结果表明两同相孤子相互吸引,并伴有孤子融合现象,且孤子融合发生时的作用距离随着孤子初始间距的增大而增大;两反相孤子相互排斥,且排斥作用随着孤子初始间距的减小而增强;当两孤子的相位差位于区间(0,π)和(-π,0)中时,其相互作用过程将伴有能量转移,但两区间内能量转移的方向相反,并表现出反转对称性;由于孤子间的距离和相对相位对孤子间的相互作用均有很大的影响,因此多个孤子间的相互作用过程非常复杂,但可以通过分析相邻孤子间的相互作用对其进行定性的预测.     

（1+1）维光折变亮屏蔽孤子相互作用的数值分析

利用束传播法对（1+1）维光折变亮屏蔽孤子间的相互作用进行了详细地数值模拟研究.结果表明：两同相孤子相互吸引，并伴有孤子融合现象，且孤子融合发生时的作用距离随着孤子初始间距的增大而增大；两反相孤子相互排斥，且排斥作用随着孤子初始间距的减小而增强；当两孤子的相位差位于区间（0,π）和（－π，0）中时，其相互作用过程将伴有能量转移，但两区间内能量转移的方向相反，并表现出反转对称性；由于孤子间的距离和相对相位对孤子间的相互作用均有很大的影响，因此多个孤子间的相互作用过程非常复杂，但可以通过分析相邻孤子间的相互作用对其进行定性的预测.     

三阶色散影响下皮秒孤子间的相互作用

对色散位移光纤中三阶色散影响下皮秒孤子之间的相互作用进行数值计算,结果表明该类光纤中孤子之间的相互作用比常规光纤中严重,前者对通信系统性能的影响比后者更大。为此,本文还就色散位移光纤孤子间相互作用的抑制问题提出了新的建议。     

色散补偿光纤通信系统中孤子之间的相互作用

采用变分原理与位力定理研究了非线性光通信系统色散补偿方案中,相邻孤子之间的相互作用对孤子传输特性的影响。结果表明:在相位匹配与等幅孤子注入时,在普通单模光纤中这两个孤子先相互吸引,而后又相互排斥,显现周期性碰撞的变化规律,形成束缚孤子态,而在色散补偿光纤中传输的孤子之间不发生碰撞;对相位不匹配与等幅孤子注入,孤子之间发生分离;对相位匹配和不等幅孤子注入,在色散补偿光纤中传输的孤子,如果初始间隔φ0越小,应注入较大的初始幅值差η0,以利于孤子的传输。     

Influence on Transmission Properties of Solitons by Stochastic Variation of System Parameters and Interaction

ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｏｌｉｔｏｎｓｂｙＳｔｏｃｈａｓｔｉｃＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＳｙｓｔｅｍＰａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎＣＨＥＮＭｉｎｇｈｕａ；ＷＥＮＹａｎｇｊｉｎ；ＹＡＮＧＸｉ...     

二阶孤子间相互作用引起孤子衰变

对于二阶孤子脉冲对,通过数值求解非线性Schrdinger方程,得到了二阶孤子在光纤中传输时的衰变规律.由于脉冲之间的相互作用,原来的二阶孤子衰变为两个分离的基孤子.二阶孤子对同位相时,相互作用为“吸引”,衰变后峰值小的基孤子位于内侧,二阶孤子对反位相时,相互作用为“排斥”,衰变后峰值小的基孤子位于外侧.两个二阶孤子脉冲间隔越小,反位相时,在相同传输距离处,衰变产生的两个基孤子的分离程度越大.     

Nonlinear Wave in a Disc-Shaped Bose-Einstein Condensate

We discuss the possible nonlinear waves of atomic matter wave in a Bose-Einstein condensate. One and two of two-dimensional （2D） dark solitons in the Bose-Einstein condensed system are investigated. A rich dynamics is studied for the interactions between two solitons. The interaction profiles of two solitons are greatly different if the angle between them are different. If the angle is small enough, the maximum amplitude during the interaction between two solitons is even less than that of a single soliton. However, if the angle is large enough, the maximum amplitude of two solitons can gradually attend to the sum of two soliton amplitudes.     

Soliton interaction in logarithmically saturable media

An analysis, based on the variational approach, is carried out of the interaction between two fully coherent solitons as well as two partially coherent soliton stripes in a medium with logarithmic nonlinearity. For the coherent case, it is found that the interaction can be both attractive and repulsive depending on the relative phase. The different interaction scenarios involve a bound system where the distance between the solitons oscillates with various magnitude of the oscillation amplitude, including total coalescence, and another where the solitons separate asymptotically. The effect of partial coherence on the soliton interaction is also studied by analyzing the interaction between two partially coherent soliton stripes. It is found that the strength as well as the character (attractive/repulsive) of the interaction changes for decreasing coherence. Thus, the general interaction properties of solitons in logarithmic nonlinear media are qualitatively similar to those of solitons in nonlinear Kerr media.